4.2. Расчет тепловой схемы производственной котельной

Тепловую схему производственной котельной рекомендуется рассчитывать в такой последовательности:

1. Определяем суммарную паропроизводительность котельной, т/ч:

Д = Д_к · n₁,

где Д_к – паропроизводительность одного котла, т/ч.

Д = 6,5·2=13 т/ч.

С другой стороны,

Д = Д_вн + Д_сн ,

где Д_вн – суммарный расход пара внешним потребителям, т/ч; Д_сн – суммарный расход пара на собственные нужды, в том числе на мазутное хозяйство и покрытие потерь в котельной, т/ч.

Д_вн = Д'_т + Д_псв ,

где Д'_т – расход пара внешним потребителям на технологические нужды, т/ч; Д_псв – расход пара, идущего на подогрев воды в сетевых по­догревателях,

,

где Q_ов и Q_гв – расходы теплоты на нужды отопления, вентиляции и горячее водоснабжение соответственно, МВт; i_0,7, i_к – энтальпии пара при давлении 0,7 МПа к температуре 180°С и конденсата при давлении 0,7 МПа и температуре насыщения соответственно, кДж/кг; η_под – КПД сетевого подогревателя, η_под = 0,98.

т/ч

Д_вн = 1,3+6,7 =8 т/ч.

2. Находим суммарный расход пара на собственные нужды, т/ч:

Д_сн = Д'_сн + Д_м + Д_n .

Здесь Д'_сн – расход пара на собственные нужды котельной, т/ч:

Д'_сн = 0,01· К_сн· Д_вн ,

где К_сн – коэффициент расхода пара на собственные нужды котельной (на подогрев сырой и химически очищенной воды, на деаэрацию питательной воды). Рекомендуемое значение – 5–10 %; Д_м – расход пара на мазутное хозяйство, т/ч,

Д'_сн = 0,01·5 ·8=0,4 т/ч

Д_п = 0,01· К_п( Д_вн - Д'_сн) ,

где К_п – коэффициент расхода пара на покрытие потерь принимается равным 2–3 %.

Д_п = 0,01· 2(6,7 - 0,3 ) = 0,1 т/ч

После определения значений Д_сн необходимо выполнить проверку по формуле

Д _сн = Д – Д_вн

Д _сн = 13 – 12,6 = 0,4 т/ч

3. Определить суммарное количество воды и пара, поступающее в деаэратор, т /ч:

G_д = G_xoв + β (Д'_т + Д_т) + Д_сн ,

где G_xoв – расход химически очищенной воды, возмещающей потери конденсата, т/ч

G_xoв = G_к^пот + 0,01 ·К_тс · G .

Здесь G_к^пот – потери конденсата в оборудовании внешних потребителей, т/ч

G_к^пот = ( 1 – β )( Д'_т + Д _т) + 0,01· К_к· Д ,

где β – доля конденсата, возвращаемого внешними потребителями; К_к – коэффициент потерь конденсата в котельной установке, рекомендуется К_к = 3%; G – расход сетевой воды в теплосети, т/ч

,

где t₁ и t₂ – температура сетевой воды в теплосети, °С; К_тс – коэффициент потерь воды в теплосети, рекомендуется К_тс = 2 – 3 %.

т/ч

G_к^пот = ( 1 – 0,9 )( 1,3 + 0,9) + 0,01· 3· 13 =0,4 т/ч

G_xoв = 0,4 + 0,01 ·2 · 125 = 2,8 т/ч

G_д = 2,8 + 0,9 (1,3 + 0,9) + 0,4 = 3,3 т/ч

4. Определить тепловую мощность котельной Q_к, МВт:

Q_к = Д' (i_п – i_пв) · 10 ^-3

где Д' – суммарная паропроизводительность котельной, кг /с

,

где i_пв, i_п – энтальпия питательной воды и перегретого пара за котлоагрегатом.

кг /с

Q_к = 3,6 (2855 – 335) · 10 ^-3 = 9,1 МВт

5. Тепловая мощность, расходуемая на собственные нужды и потери, кВт

кВт

Процент собственных нужд и потерь:

4.3. Подбор оборудования котельной

1. Подбор питательного насоса. Питательные насосы подбирают по специальным каталогам, для чего определяют производительность, напор и мощность электродвигателя.

Производительность питательного насоса, кг/с

Д_пн = 1,2 · Д'(1 + q_пр + q_к) ,

где 1,2 – коэффициент запаса по производительности; q_np – потери на продувку, q_np=0,01 · р (р – процент продувки); q_к – потери в котельной, q_к = 0,01 · К_п.

Д_пн = 1,2 · 3,6(1 + 0,02 + 0,04) = 4,6 кг/с

Создаваемый насосом напор должен быть несколько выше давления в котле. Величину его, Мпа, можно рассчитать по формуле

H_к = P_к + H_c ,

где Р_к – давление воды на выходе в котел; Р_к = Р_п + 0,2, МПа; Н_с – полное сопротивление в сети на участке от питательного бака до места ввода воды в котел, примерно равное 0,1 – 0,4 МПа.

H_к = 14,2 + 0,1 = 14,3 МПа

Для выбора электродвигателя следует определить мощность пита­тельного насоса, кВт:

,

где η_н – КПД насоса, равный 0,65 – 0,85.

кВт

2. Подбор сетевых насосов. Производительность сетевого насоса, кг/с, определяют из уравнения теплового баланса для сетевого подогревателя:

,

где G – расход сетевой воды, т/ч.

кг/с

Расчетный напор сетевого насоса, МПа:

Н_н = 1,2 · ΔР_сет ,

где ΔР_сет – перепад давления в теплосети, МПа.

Н_н = 1,2 · 0,54 = 0,63 МПа

Мощность на привод сетевого насоса, кВт:

,

где 1,1 – коэффициент запаса по мощности; η_сн – КПД насоса, примерно равный 0,65 – 0,85.

кВт

Количество выбранных насосов равно расчетному плюс один, резервный.